جدول ال فكرة
ما هي تقنية النانو اليوم ، تعد تقنية النانو موضع جدل كبير وهناك العديد من الأسئلة حولها ، وكيف يتم استخدامها ومدى تأثيرها على المجالات العلمية. توضح السطور التالية جميع الموضوعات المتعلقة بتقنية النانو وتقدم تفسيرات علمية لهذه الأسئلة.
ما هي تقنية النانو
يُعزى اكتشاف تقنية النانو إلى ؛ الفيزيائي ريتشارد فاينمان ، وهو متخصص في العلوم والهندسة والتكنولوجيا ، قاد وطبق على مقياس النانو ، الذي يتراوح من 1 إلى 100 نانومتر ، ويمثل تكنولوجيا النانو وعلم النانو. دراسة وتطبيق أشياء صغيرة جدًا يمكن استخدامها في جميع المجالات العلمية مثل الكيمياء والبيولوجيا والفيزياء وعلوم المواد والهندسة ومجالات أخرى.[1]
بدأت مفاهيم وأفكار علم النانو في البداية ؛ بواسطة الفيزيائي فاينمان أثناء حضوره اجتماع 29 ديسمبر 1959 للجمعية الفيزيائية الأمريكية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا حيث وصف فاينمان للعلماء ؛ عملية يمكن من خلالها التحكم في الذرات والجزيئات الفردية ، ولكن بعد أكثر من عقد ؛ أثناء اكتشاف الآلات فائقة الدقة ، أعاد البروفيسور نوريو تانيجوتشي صياغة مصطلح تكنولوجيا النانو ، ثم ؛ اليوم تطورت إلى تقنية النانو الحديثة ، والتي أصبحت واحدة من أكثر التقنيات المستخدمة على نطاق واسع في مجالات العلوم.[1]
من الصعب جدًا تخيل مدى صغر حجم تقنية النانو مقارنة بالنانو. جزء من المليار من المتر أو حوالي 9 إلى 10 أمتار ويشمل علم النانو ؛ القدرة على رؤية والتحكم في الذرات والجزيئات الصغيرة جدًا ، وتجدر الإشارة إلى أن كل شيء على سطح الأرض عبارة عن ذرة ، مثل الطعام والملابس والمباني والأشياء.[1]
لكن من المعروف. شيء صغير مثل الذرة من المستحيل رؤيته بالعين المجردة أو بالمجاهر العادية المستخدمة في التعليم. تم تحقيق أجهزة متطورة مثل مسح المجهر النفقي أو مجهر القوة الذرية وبالتالي ؛ ظهور عصر النانو ، واليوم يسعى العلماء والمهندسون جاهدين ؛ اتباع أفضل الممارسات ، صنع المواد النانوية وما إلى ذلك ؛ لاستخدام خصائصه التحسينية ، مثل قوة عالية وخفيفة الوزن وتحكم محسّن في طيف الضوء في مناطق واسعة.[1]
راجع أيضًا: البحث عن معلومات حول تقنية والكتابة عنها بإيجاز
تطبيق وفوائد تكنولوجيا النانو
بعد أن تحدثنا عن ماهية تقنية النانو وشرحها لا بد من التطرق إلى أبرز استخدامات هذه التقنية لأنها تقنية تشمل التطبيقات والتطبيقات التكنولوجية والعلمية ، ومن هنا ما هي المجالات الرئيسية لاستخدامها بشكل عام المجالات يمكن أن يقدم شرحًا أكثر شمولاً لماهية تقنية النانو ، على النحو التالي:[2]
دواء
يقوم الباحثون بتطوير الجسيمات النانوية حتى يتمكنوا من ضبط حجم الجسيمات الطبيعية وإيصال الأدوية مباشرة إلى الخلايا المريضة في جسم المريض ، وعند إتقانها ، من المتوقع أن تقلل هذه الطريقة بشكل كبير ؛ الأضرار التي تلحق بالخلايا السليمة للمريض ، مثل. العلاج الكيميائي.
إلكترونيات
تقدم تقنية النانو شرحًا وطرقًا تشمل: كيفية زيادة قدرة وكفاءة الأجهزة الإلكترونية مع تقليل الوزن واستهلاك الطاقة.
غذاء
تؤثر تقنية النانو على العديد من جوانب الغذاء ، من الزراعة إلى التعبئة والتغليف. لتطوير المواد النانوية التي لا تغير فقط طعم الطعام ، ولكن أيضًا سلامة الغذاء والفوائد الصحية التي يمكن أن يوفرها الغذاء لجسم صحي.
خلايا الوقود
يستخدم تكنولوجيا النانو. لتقليل تكلفة المحفزات المستخدمة في خلايا الوقود لتوليد أيونات الهيدروجين من الوقود ، مثل الميثانول ، وذاك ؛ بسبب تحسين كفاءة الأغشية المستخدمة في خلايا الوقود بهدف فصل أيونات الهيدروجين عن الغازات الأخرى مثل الأكسجين.
الخلايا الشمسية
يتم استخدام تقنية النانو في هذا المجال من قبل الشركات التي طورت الخلايا الشمسية باستخدام تقنية النانو ، بحيث يمكن تصنيعها بتكلفة أقل بكثير من الخلايا الشمسية التقليدية.
البطاريات
واحدة من أفضل التقنيات لفهم ماهية تقنية النانو ؛ البطاريات ، لذلك طورت الشركات مؤخرًا بطاريات باستخدام مواد متناهية الصغر لتصبح بطاريات ؛ من أفضل البطاريات في العالم ويتم شحنها بشكل أسرع من البطاريات التقليدية.
الفضاء
يعتقد العلماء أن تكنولوجيا النانو. إنها مفتاح لجعل السفر إلى الفضاء أكثر عملية لأن التطورات في المواد النانوية التي تستخدمها المركبات الفضائية جعلتها ؛ إنها خفيفة الوزن ، بالإضافة إلى قدرتها على تشغيل كابل مصعد فضائي ، كما أنها ساعدت في تقليل كمية الوقود المستخدمة في الصواريخ بطريقة كبيرة جدًا ، لذلك يمكن لهذه التطورات الجديدة أن تقلل من تكلفة السفر إلى الفضاء.
الوقود
يمكن للنانو معالجة نقص الوقود الأحفوري مثل الديزل والبنزين وما إلى ذلك ؛ من خلال جعل الوقود من المواد الخام منخفضة الجودة أكثر اقتصادا في الإنتاج ، فإن زيادة المسافة المقطوعة بالمحرك والوقود المنتج من المواد الخام يصبح أكثر كفاءة.
هواء
من الممكن تحسين أداء المحولات الحفازة ، والتي تستخدم حاليًا لتحويل غازات العادم من السيارات والمنشآت الصناعية إلى غازات غير ضارة. لأن المحفزات مصنوعة من الجسيمات النانوية ؛ لها مساحة سطح أكبر ، مما يعني أنها تتفاعل بشكل أقوى مع المواد الكيميائية من العوامل الحفازة الجسيمية. تسمح مساحة السطح الكبيرة لمزيد من المواد الكيميائية بالتفاعل مع المحفز في نفس الوقت ، مما يجعل المحفز أكثر فعالية ويحسن جودة الهواء.
ماء
تستخدم تقنية النانو لتحسين جودة المياه. من خلال إيجاد حلول لثلاث قضايا مختلفة تؤثر على جودة المياه حيث يعد هذا أحد أكبر التحديات ؛ إزالة النفايات الصناعية من المياه الجوفية بحيث يمكن استخدام الجسيمات النانوية ؛ لتحويل المادة الكيميائية الملوثة إلى مواد غير ضارة من خلال تفاعل كيميائي كما أظهرت الدراسات ؛ أن هذه الطريقة يمكن استخدامها بنجاح للوصول إلى الملوثات التي تنتشر ؛ الأحواض الجوفية بتكلفة أقل بكثير من الطرق الأخرى التي تتطلب ضخ المياه من الأرض للمعالجة.
تحقيقات كيميائية
يمكن للنانو أن يمكّن المستشعرات وأجهزة الاستشعار عن بعد من اكتشاف كميات صغيرة جدًا من الأبخرة الكيميائية ، ويمكن استخدام تقنية النانو في العديد من أنواع عناصر الكشف مثل الأنابيب النانوية الكربونية الثانوية ، والأسلاك النانوية الثانوية من أكسيد الزنك ، وجسيمات البلاديوم النانوية الثانوية في المستشعرات القائمة على التكنولوجيا النانوية.
من ناحية أخرى ، نظرًا لصغر حجم الأنابيب النانوية والأسلاك النانوية والجسيمات النانوية ؛ يكفي عدد قليل من جزيئات الغاز لتغيير الخصائص الكهربائية لعناصر المستشعر ، والتي بدورها تتيح الكشف ؛ تركيز بخار كيميائي منخفض للغاية.
بضائع رياضيه
ومن الغريب أيضًا أن تكنولوجيا النانو قد غزت أيضًا عالم الرياضة والسلع الرياضية ، بحيث شملت التطبيقات الحالية لتقنية النانو الساحة الرياضية واستخدمت لزيادة قوة المعدات الرياضية مثل مضارب التنس والكرات إذا تم استخدامها ؛ يقلل من تسرب الهواء إلى الرصاص.
الأقمشة
توافر تصنيع الأقمشة باستخدام الأقمشة المركبة مع جزيئات أو ألياف بحجم النانو ؛ من تحسين خصائص الأنسجة و. دون زيادة كبيرة في وزن وسمك وصلابة الأقمشة.
شاهد أيضاً: أحدث التطورات التكنولوجية
تأثير تقنية النانو على صحة الجسم
نظراً للتطور الكبير الذي شهدته تقنية النانو في الآونة الأخيرة ، وسرعة انتشارها ورغبة الجميع في استخدامها في العديد من المجالات ، لأن ؛ إلا أن دوره الفعال في التطوير والتحسين يرتبط بالعديد من الاهتمامات الصحية التي لا تزال قيد البحث والدراسة ، ومن أهم هذه الاهتمامات والمخاوف الصحية ما يلي:
- نشرت دراسة على الإنترنت في 11 يونيو في مجلة بيولوجيا الخلية الجزيئية كشف فيها باحثون صينيون عن وجود فئة من الجزيئات الثانوية المستخدمة على نطاق واسع في الطب والتي تسبب تلفًا في الرئة وتسبب موت نوع من الخلايا المبرمجة.[3]
- يعد تلف الرئة السبب الرئيسي للمخاوف المتعلقة بتقنية النانو ، حيث أظهرت العديد من الدراسات أن معظم الجسيمات النانوية تنتقل مباشرة إلى الرئتين. هناك أيضًا العديد من المخاوف بشأن إلحاق الضرر بأجزاء أخرى من الجسم عند التعامل مع التقنيات التي تحتوي على تقنية النانو أو استخدامها.[3]
- من المحتمل أن يكون لها آثار سلبية على جهاز المناعة ويمكن أن تسبب التهابات.[4]
- لم تثبت الدراسات الوبائية ذلك ؛ يعد تلوث الهواء المحيط بالجسيمات النانوية أكثر ضررًا من الجزيئات الكبيرة ، ولكن من الممكن أن تنتقل الجسيمات النانوية المستنشقة ، إذا ترسبت في الرئتين ، إلى أعضاء أخرى في الجسم ، مثل الدماغ. المخ والكبد والطحال والجنين الحامل.[4]
- ثبت في بعض الدراسات. يمكن أن تصل الجسيمات النانوية الصغيرة إلى الأعضاء الثانوية بشكل أفضل من تلك الكبيرة.
- أظهرت دراسة واحدة فقط ؛ تمر الجسيمات النانوية المستنشقة عبر مجرى الدم عبر الغشاء المخاطي في الأنف ثم تصل إلى الدماغ عبر العصب الشمي.[4]
- يمكن أن تكون المواد ضارة وأحيانًا سامة عند استنشاقها في شكل جزيئات بسبب الإجهاد التأكسدي الذي تسببه الجسيمات. التعرض للعديد من المشاكل الصحية مثل:[4]
- علامة تبويب الرئة.
- مشاكل قلبية
- التأثير على وظائف القلب والأوعية الدموية ، مثل. ب- زيادة معدل ضربات القلب.
انظر أيضًا: الضرر الاجتماعي من خلال الاستخدام السلبي للتكنولوجيا
صعوبات تقنية النانو
لا يوجد الكثير من الجدل حول ماهية تقنية النانو مقارنة بالصعوبات والتحديات التي يواجهها العلماء والمتخصصون عند استخدام تقنية النانو في مختلف المجالات والاستفادة منها على أفضل وجه. إذن ما هي التحديات والصعوبات التي تواجهها تقنية النانو ، وهنا بعض منها:[5]
- استقرار التجمعات النانوية وقدرتها على إعادة بناء السطح.
- الضوضاء الحرارية وحركة الجسيمات البراونية.
- قدرة الجسيمات على فرك وتبديد الطاقة.
- تصميم محرك نانو.
- يجب أن تضمن بيئة سهلة الانصهار ، أي مغلقة تمامًا.
- يجب تحديد مسار التنفيذ.
باختصار ، قدمت الأسطر السابقة شرحًا كاملاً لماهية تقنية النانو وأظهرت الاستخدامات والتطبيقات الرئيسية المرتبطة بها ، بالإضافة إلى تسليط الضوء على التحديات والصعوبات الرئيسية التي تواجهها تقنية النانو وأظهرت أيضًا المخاطر الصحية المحتملة والمخاوف المتعلقة بها. تكنولوجيا النانو.
المراجع
- ^ nano.gov ، ما هي تقنية النانو؟ ، 01.08.2021
- ^ Understandingnano.com ، تطبيقات تقنية النانو ، 2021-08-01
- ^ sciencedaily.com ، المخاطر الصحية لتقنية النانو: كيف يمكن للجسيمات النانوية أن تسبب تلفًا في الرئة وكيفية منع الضرر ، 2021-08-01
- ^ ec.europa.eu ، تقنيات النانو 2021-08-01
- ^ softmachines.org ستة تحديات لتقنية النانو الجزيئية 2021-08-01